高職院校人工智能專業(yè)課程分析與探討

張延年，米洪

摘要：本文首先對高職院校人工智能相關(guān)專業(yè)設(shè)置和培養(yǎng)目標做了簡單的分析，其次以大數(shù)據(jù)技術(shù)與應用專業(yè)為例分析了應該設(shè)置哪些相關(guān)課程以及課程重點應該是什么，最后重點闡述了開展人工智能相關(guān)專業(yè)課程改革的幾種思路。

關(guān)鍵詞：高職院校;人工智能;課程改革;翻轉(zhuǎn)課堂

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）20-0119-02

1 引言

2017年7月，國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，對人工智能技術(shù)的研究和應用提到國家戰(zhàn)略層面。2018年，教育部學校規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中心確定28所學校為“AI+智慧學習”共建人工智能學院項目試點學校，5所學校為項目培育學校，試點學校包括19所本科院校和9所高職院校。據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國人工智能行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》數(shù)據(jù)顯示，截止至2017年我國人工智能市場規(guī)模達到237.4億元，相較于2016年增長67%。初步預測2019年我國人工智能市場規(guī)模將達到554億元左右，2021年我國人工智能市場規(guī)模將突破千億元。從以上信息可以看出，政府、高校和企業(yè)都非?？春萌斯ぶ悄芗夹g(shù)的發(fā)展前景，也都在不同的層面積極推動人工智能技術(shù)的發(fā)展。當前許多高職院校已經(jīng)或正在建立人工智能相關(guān)專業(yè)，有一些起步較早發(fā)展較快的學校已經(jīng)成立了人工智能學院，或者建立了圍繞人工智能技術(shù)的相關(guān)專業(yè)群。因此，在此背景和趨勢下研究如何設(shè)置這一新興專業(yè)的課程，如何開展實際教學活動，以及如何與其他相關(guān)課程相結(jié)合就顯得尤為重要。

2 課程分析

2.1 課程設(shè)置

首先，我們要搞清楚高職院校有哪些專業(yè)會涉及人工智能技術(shù)，通過分析會發(fā)現(xiàn)當前主要包括以下主要專業(yè)：智能交通技術(shù)運用、大數(shù)據(jù)技術(shù)與應用、虛擬現(xiàn)實應用技術(shù)、人工智能技術(shù)服務(wù)。其次，我們應該根據(jù)以上每個專業(yè)的培養(yǎng)目標制定相應的課程以及課程內(nèi)容，而課程內(nèi)容重點應放在人工智能技術(shù)應用上，非重點放在算法原理部分。最后，在進行教學設(shè)計和教學活動中應根據(jù)高職學生的培養(yǎng)目標和崗位需求，以案例和項目教學為主，加大實踐操作部分的比重，重點培養(yǎng)學生的實際動手能力。下面以大數(shù)據(jù)技術(shù)與應用專業(yè)為例，分析一下其與人工智能技術(shù)之間的關(guān)系，進一步說明如何設(shè)置其課程內(nèi)容。

人工智能與大數(shù)據(jù)有較為密切的聯(lián)系，一方面數(shù)據(jù)作為人工智能的應用的基礎(chǔ)，可以說沒有數(shù)據(jù)也就沒有智能化應用，另一方面大數(shù)據(jù)在實際應用價值的過程中，也需要采用人工智能技術(shù)去實現(xiàn)。站在大數(shù)據(jù)的角度，后期價值化過程需要借助人工智能技術(shù)完成數(shù)據(jù)分析和處理。目前大數(shù)據(jù)分析有兩種主要方式，一種是統(tǒng)計學方式，另一種是機器學習方式，而且機器學習正是人工智能研究的一項重要內(nèi)容。所以，從大數(shù)據(jù)的角度看，通過人工智能技術(shù)能夠更全面和深入地完成數(shù)據(jù)價值化過程。站在人工智能的角度來看，大數(shù)據(jù)是人工智能研發(fā)的重要基礎(chǔ)。人工智能目前的研究方向包括視覺、自然語言處理、機器學習、自動推理、知識表示等，雖然不同的方向在具體的研究方式上有一定的區(qū)別，但是都離不開數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)整理、算法設(shè)計、算法訓練等步驟?？梢哉f，人工智能的核心是算法設(shè)計，但是人工智能的基礎(chǔ)卻是數(shù)據(jù)。目前在互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，大數(shù)據(jù)與人工智能的結(jié)合應用也比較普遍，比如電商平臺的推薦系統(tǒng)就是大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)的結(jié)合應用。

從以上分析可以看出，人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)與應用專業(yè)結(jié)合非常緊密，特別是在數(shù)據(jù)經(jīng)過分析之后的處理過程，很多都用到了人工智能技術(shù)。因此，此專業(yè)與人工智能技術(shù)相關(guān)的課程內(nèi)容可以包含：數(shù)據(jù)挖掘、機器學習、深度學習、機器識別等。根據(jù)高職院校的實際情況，這里我們建議把以上課程的部分內(nèi)容通過案例形式設(shè)計成1～2門人工智能技術(shù)應用課（比如稱為大數(shù)據(jù)應用、大數(shù)據(jù)處理等）作為專業(yè)核心課，其他內(nèi)容可以設(shè)置為選修課。在教學內(nèi)容設(shè)計上建議結(jié)合實際案例，設(shè)計一個典型的貫穿項目（比如語音識別、人臉識別、車牌識別或道路標志識別等）將使用到的人工智能技術(shù)知識嵌入進去。

2.2 課程重點

以上對人工智能技術(shù)相關(guān)專業(yè)應該設(shè)置哪些課程做了具體的分析和說明，這些是屬于專業(yè)框架層面的設(shè)計。而細化到課程的具體內(nèi)容，則需要考慮每門課程的側(cè)重點，或者說重點，課程重點的設(shè)定總體上應該根據(jù)高職院校專業(yè)人才培養(yǎng)方案的要求、專業(yè)的定位、相匹配的就業(yè)崗位的技能要求等方面。由于人工智能技術(shù)的核心是各種機器學習算法，而對于高職學生來說由于在校時間較短，前期專業(yè)基礎(chǔ)課偏重于程序開發(fā)類課程（比如面向?qū)ο缶幊?、Java語言程序設(shè)計、Python數(shù)據(jù)分析應用），對于掌握機器學習算法的一些基礎(chǔ)課程（比如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計與分析、離散數(shù)學、概率論與數(shù)理統(tǒng)計）或者是沒有開設(shè)，或者是只作為選修課開設(shè)1到2門，因此他們一般不具備算法的設(shè)計或改進的能力。

由以上分析可以看出，高職院校在人工智能相關(guān)專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)置方面應該側(cè)重于在對人工智能相關(guān)算法簡單理解的基礎(chǔ)上的實際應用，同時結(jié)合市場上主流人工智能產(chǎn)品更多地開展一些項目實訓課程。針對不同的崗位需求，我們可以對課程內(nèi)容重點做進一步細化。對于從事開發(fā)崗位學生應了解各種常用算法的應用場景，能夠看懂常用算法的API文檔，能夠會調(diào)用常用算法實現(xiàn)接口，能夠運行結(jié)果進行分析和展示;對于從事運維崗位的學生應了解各種常用算法的應用場景，能夠?qū)σ恍┲髁魅斯ぶ悄墚a(chǎn)品廠家的產(chǎn)品較為熟悉，能夠現(xiàn)場安裝調(diào)試產(chǎn)品并反饋問題，能夠開展客戶進行產(chǎn)品使用培訓、產(chǎn)品后期維護和技術(shù)支持;對于從事售前崗位的學生也應該了解各種常用算法的應用場景，對一些主流人工智能產(chǎn)品廠家的產(chǎn)品熟悉其優(yōu)缺點，能夠深入了解客戶的實際需求并設(shè)計出問題解決方案。

3 課程改革思路

3.1 通過構(gòu)建開放式課程平臺拓展課堂教學

人工智能技術(shù)算法涉及很多數(shù)學知識，對高職學生來說有一定的難度，但受課時限制很多內(nèi)容無法在課堂上講授。因此，我們可以建立一個開放式的課程平臺，教師可以在此平臺基礎(chǔ)上構(gòu)建和更新自己的課程資源。課程資源內(nèi)容可以是文檔、視頻、圖片等多種形式，學生可以隨時隨地在線學習，另外學生也可以把自己編寫的案例、搜集的資源通過此平臺分享到平臺上供其他同學使用。這樣就可以很大程度上彌補課堂教學的不足，同時教師也可以通過此平臺了解學生學習掌握的情況，動態(tài)調(diào)整教學進度。當然，我們也可以把其他一些優(yōu)秀的教學資源鏈接到自己的平臺中，比如中國大學MOOC“愛課程”網(wǎng)相關(guān)課程。